Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ viễn thám và gis trong đánh giá tác động của nuôi trồng thủy sản đến hệ sinh thái rừng ngập mặn trong bối cảnh biến đổi khí hậu tại tiên lãng hải phòng

Luận văn thạc sĩ phân tích ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong đánh giá tác động nuôi trồng thủy sản đến rừng ngập mặn tại Tiên Lãng, Hải Phòng.

• Tác giả: Đào Thùy Dương
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Văn Cự
• Trường học: Đại học quốc gia hà nội
• Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
• Đề tài: Ứng dụng công nghệ viễn thám và gis trong đánh giá tác động của nuôi trồng thủy sản đến hệ sinh thái rừng ngập mặn trong bối cảnh biến đổi khí hậu tại tiên lãng, hải phòng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA NUÔI TRỒNG THỦY SẢN ĐẾN RỪNG NGẬP MẶN TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 1.1. Khái niệm chung về Biến đổi khí hậu
• 1.2. Ứng phó với Biến đổi khí hậu
• 1.3. Tổng quan về hệ sinh thái rừng ngập mặn
• 1.4. Hệ sinh thái rừng ngập mặn trong bối cảnh Biến đổi khí hậu
• 2. CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG NỀN TẢNG GOOGLE EARTH ENGINE XÁC ĐỊNH RỪNG NGẬP MẶN TẠI CÁC XÃ VEN BIỂN HUYỆN TIÊN LÃNG
• 2.1. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp viễn thám và hệ thông tin địa lý
• 2.3. Phương pháp phân tích thống kê
• 2.4. Khu vực nghiên cứu
• 2.5. Điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên
• 2.6. Đặc điểm về kinh tế - xã hội
• 2.7. Hiện trạng nuôi trồng thủy sản huyện Tiên Lãng
• 2.8. Hiện trạng rừng ngập mặn huyện Tiên Lãng
• 2.9. Ứng dụng nền tảng Google Earth Engine trong phân loại ảnh vệ tinh
• 2.10. Cơ sở dữ liệu và công cụ nghiên cứu
• 2.11. Phân loại đa thời gian và thành lập bản đồ rừng ngập mặn
• 3. CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG CỦA NUÔI TRỒNG THỦY SẢN ĐẾN HỆ SINH THÁI RỪNG NGẬP MẶN
• 3.1. Xu hướng biến đổi lớp phủ các xã ven biển huyện Tiên Lãng
• 3.2. Tác động của nuôi trồng thủy sản đến tính phân mảnh của rừng ngập mặn
• 3.3. Tác động của tính phân mảnh đến khả năng thích ứng của hệ sinh thái rừng ngập mặn trước tác động của biến đổi khí hậu
• 3.4. Tính phân mảnh của rừng ngập mặn các xã ven biển huyện Tiên Lãng
• 3.5. Tác động của tính phân mảnh đến khả năng thích ứng của rừng ngập mặn
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tác động của nuôi trồng thủy sản đến rừng ngập mặn

Nuôi trồng thủy sản đã trở thành một ngành kinh tế quan trọng tại Tiên Lãng, Hải Phòng. Tuy nhiên, sự phát triển này cũng gây ra nhiều tác động tiêu cực đến hệ sinh thái rừng ngập mặn. Rừng ngập mặn không chỉ là nơi cư trú của nhiều loài động thực vật mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Việc đánh giá tác động của nuôi trồng thủy sản đến rừng ngập mặn là cần thiết để có những biện pháp bảo vệ hiệu quả.

1.1. Tình hình nuôi trồng thủy sản tại Tiên Lãng

Tiên Lãng là một trong những huyện có diện tích nuôi trồng thủy sản lớn tại Hải Phòng. Các loại hình nuôi trồng chủ yếu bao gồm nuôi tôm, cá và các loại thủy sản khác. Tuy nhiên, sự phát triển này đã dẫn đến việc giảm diện tích rừng ngập mặn, làm suy giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến các dịch vụ sinh thái mà rừng ngập mặn cung cấp.

1.2. Vai trò của rừng ngập mặn trong hệ sinh thái

Rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển, cung cấp môi trường sống cho nhiều loài động thực vật và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Chúng cũng giúp cải thiện chất lượng nước và cung cấp nguồn thực phẩm cho cộng đồng địa phương. Việc bảo tồn rừng ngập mặn là cần thiết để duy trì các chức năng sinh thái này.

II. Vấn đề và thách thức trong bảo tồn rừng ngập mặn

Bảo tồn rừng ngập mặn đang đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là từ hoạt động nuôi trồng thủy sản. Sự phát triển không bền vững của ngành này đã dẫn đến tình trạng suy giảm diện tích và chất lượng rừng ngập mặn. Các vấn đề như ô nhiễm môi trường, xói mòn bờ biển và mất đa dạng sinh học đang ngày càng gia tăng.

2.1. Tác động của ô nhiễm môi trường

Ô nhiễm từ các hoạt động nuôi trồng thủy sản, như chất thải và hóa chất, đã làm suy giảm chất lượng nước và ảnh hưởng đến sức khỏe của hệ sinh thái rừng ngập mặn. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của các loài thực vật mà còn làm giảm khả năng phục hồi của hệ sinh thái.

2.2. Tình trạng xói mòn bờ biển

Xói mòn bờ biển là một trong những vấn đề nghiêm trọng do sự phát triển của nuôi trồng thủy sản. Việc phá hủy rừng ngập mặn để làm ao nuôi đã làm tăng tốc độ xói mòn, gây ra thiệt hại cho các cộng đồng ven biển và làm giảm khả năng chống chịu của hệ sinh thái trước các tác động của biến đổi khí hậu.

III. Phương pháp đánh giá tác động của nuôi trồng thủy sản

Để đánh giá tác động của nuôi trồng thủy sản đến rừng ngập mặn, các phương pháp nghiên cứu hiện đại như công nghệ viễn thám và GIS đã được áp dụng. Những công nghệ này cho phép theo dõi và phân tích biến động của rừng ngập mặn theo thời gian, từ đó đưa ra các giải pháp bảo tồn hiệu quả.

3.1. Ứng dụng công nghệ viễn thám

Công nghệ viễn thám giúp thu thập dữ liệu về diện tích và chất lượng rừng ngập mặn. Các hình ảnh vệ tinh cho phép theo dõi sự thay đổi của rừng ngập mặn theo thời gian, từ đó đánh giá tác động của nuôi trồng thủy sản một cách chính xác.

3.2. Phân tích dữ liệu GIS

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được sử dụng để phân tích không gian và đánh giá sự phân bố của rừng ngập mặn. Phân tích này giúp xác định các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất và đề xuất các biện pháp bảo tồn phù hợp.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng nuôi trồng thủy sản đã gây ra sự suy giảm đáng kể về diện tích và chất lượng rừng ngập mặn tại Tiên Lãng. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong việc bảo tồn rừng ngập mặn mà còn giúp các nhà quản lý đưa ra các chính sách phát triển bền vững hơn.

4.1. Biến động diện tích rừng ngập mặn

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng diện tích rừng ngập mặn tại Tiên Lãng đã giảm đáng kể trong những năm qua. Sự giảm sút này chủ yếu do việc chuyển đổi đất rừng thành ao nuôi trồng thủy sản, dẫn đến mất mát các dịch vụ sinh thái mà rừng ngập mặn cung cấp.

4.2. Đề xuất giải pháp bảo tồn

Để bảo tồn rừng ngập mặn, cần có các giải pháp như quy hoạch sử dụng đất hợp lý, tăng cường quản lý và bảo vệ rừng ngập mặn, cũng như nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của hệ sinh thái này.

V. Kết luận và triển vọng tương lai

Việc đánh giá tác động của nuôi trồng thủy sản đến rừng ngập mặn tại Tiên Lãng là rất cần thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các kết quả nghiên cứu không chỉ giúp nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của rừng ngập mặn mà còn cung cấp cơ sở cho các chính sách bảo tồn và phát triển bền vững trong tương lai.

5.1. Tầm quan trọng của bảo tồn rừng ngập mặn

Bảo tồn rừng ngập mặn không chỉ giúp duy trì đa dạng sinh học mà còn bảo vệ các cộng đồng ven biển khỏi các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu. Rừng ngập mặn là một phần quan trọng trong chiến lược ứng phó với biến đổi khí hậu của Việt Nam.

5.2. Hướng đi cho tương lai

Trong tương lai, cần có các nghiên cứu sâu hơn về tác động của nuôi trồng thủy sản đến rừng ngập mặn, từ đó phát triển các chính sách và chương trình bảo tồn hiệu quả hơn. Sự hợp tác giữa các bên liên quan, bao gồm chính quyền, cộng đồng và các tổ chức phi chính phủ, là rất quan trọng để đạt được mục tiêu này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang gia tăng áp lực nặng nề lên các dải ven biển Việt Nam, nơi tập trung mật độ dân cư cao và sở hữu những hệ sinh thái nhạy cảm. Rừng ngập mặn đóng vai trò như một bức tường xanh phòng hộ, giúp giảm từ 13% đến 66% năng lượng sóng biển trên mỗi 100 mét chiều rộng và làm giảm chiều cao nước dâng do bão từ 4 đến 48 cm trên mỗi km chiều sâu. Tuy nhiên, theo số liệu thống kê ngành lâm nghiệp, Việt Nam đã suy giảm hơn 200.000 ha rừng ngập mặn trong hai thập kỷ qua, mà nguyên nhân chủ yếu xuất phát từ việc chuyển đổi ồ ạt sang nuôi trồng thủy sản. Tại thành phố Hải Phòng, trong tổng số 4.486,4 ha rừng ngập mặn ven biển ghi nhận năm 2015, huyện Tiên Lãng có 695 ha rừng chịu sức ép trực tiếp từ các hoạt động nhân sinh và thiên tai cực đoan.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là giải quyết xung đột gay gắt giữa sự mở rộng của các đầm nuôi thủy sản và sự suy thoái, phân mảnh cảnh quan của hệ sinh thái rừng ngập mặn. Mục tiêu cụ thể của đề tài là ứng dụng công nghệ viễn thám hiện đại trên nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine kết hợp với hệ thống thông tin địa lý nhằm định lượng biến động diện tích, đánh giá mức độ phân mảnh cảnh quan và phân tích suy giảm khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu. Phạm vi không gian của nghiên cứu bao quát các xã ven biển trọng điểm thuộc huyện Tiên Lãng với tổng chiều dài bờ biển 17,47 km, kẹp giữa hai cửa sông lớn là sông Thái Bình và sông Văn Úc. Khung thời gian nghiên cứu tập trung vào giai đoạn biến động mạnh từ năm 2010 đến năm 2018. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp bộ dữ liệu không gian chuẩn xác hỗ trợ các nhà quản lý địa phương xây dựng chiến lược quản lý tổng hợp đới bờ và củng cố năng lực chống chịu thiên tai cho cộng đồng ven biển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh thái cảnh quan và lý thuyết thích ứng dựa trên hệ sinh thái. Sinh thái cảnh quan cung cấp lăng kính toàn diện để phân tích cấu trúc không gian thông qua mô hình mảng, hành lang và nền tảng. Trong đó, tính phân mảnh cảnh quan được xác định là quá trình cắt xẻ một sinh cảnh liên tục thành các khoanh vi nhỏ hơn, làm gia tăng hiệu ứng biên, cô lập các quần thể thực vật và làm suy giảm dòng chảy năng lượng sinh thái.

Bên cạnh đó, khung lý thuyết thích ứng dựa trên hệ sinh thái nhấn mạnh vai trò của vốn tự nhiên như một nguồn lực cốt lõi giúp con người và môi trường giảm thiểu độ nhạy cảm trước hiểm họa thời tiết cực đoan. Khung đánh giá tính dễ bị tổn thương theo tiêu chuẩn của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu cũng được tích hợp để phân tích mối tương quan giữa mức độ phân mảnh cảnh quan, độ nhạy cảm sinh thái và năng lực thích ứng của hệ thống tự nhiên. Các khái niệm cốt lõi bao gồm: hệ sinh thái rừng ngập mặn vùng cửa sông, hiệu ứng cạnh sinh cảnh, tính dễ bị tổn thương và chỉ số phân mảnh hình học cảnh quan.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiếp cận đa nguồn dữ liệu bao gồm tư liệu ảnh vệ tinh quang học độ phân giải cao Sentinel-2A với chu kỳ chụp 10 ngày, độ phân giải không gian từ 10m đến 20m thu thập năm 2018; chuỗi ảnh vệ tinh Landsat TM và ETM độ phân giải 30m năm 2010; mô hình số độ cao viễn thám SRTM 30m; cùng dữ liệu quan trắc khí tượng thủy văn nhiều năm tại trạm Hòn Dấu với nhiệt độ trung bình 24°C và tổng tích nhiệt 8.200°C.

Về phương pháp phân tích, tác giả lựa chọn xử lý dữ liệu lớn trên nền tảng Google Earth Engine kết hợp thuật toán học máy Random Forest. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm hàng trăm điểm mẫu thực địa được chọn lọc theo phương pháp ngẫu nhiên phân tầng đại diện cho các lớp phủ mặt đất chính: rừng ngập mặn phòng hộ, đầm nuôi trồng thủy sản, mặt nước sông biển, bãi bồi ven triều và đất xây dựng dân cư. Lý do lựa chọn thuật toán Random Forest là nhờ khả năng xử lý xuất sắc các quan hệ phi tuyến tính, tích hợp kỹ thuật lấy mẫu tái lặp và tổng hợp cây quyết định giúp hạn chế tối đa hiện tượng quá khớp, nâng cao độ chính xác phân loại tổng thể vượt trên 85% so với các phương pháp phân loại pixel truyền thống.

Để định lượng cấu trúc cảnh quan, dữ liệu sau phân loại được trích xuất sang công cụ FRAGSTATS và phần mềm ArcGIS. Bộ chỉ số cảnh quan được tính toán chi tiết bao gồm: tổng diện tích mảng, số lượng mảng, mật độ mảng, mật độ cạnh, chỉ số kích thước mảng lớn nhất và khoảng cách lân cận gần nhất Euclid. Timeline nghiên cứu được thực hiện liên tục qua việc đối chiếu ảnh vệ tinh và khảo sát thực địa trong chu kỳ 2010 - 2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, kết quả phân loại ảnh viễn thám đa thời gian phản ánh diện tích rừng ngập mặn huyện Tiên Lãng có sự phân hóa mạnh mẽ. Tổng diện tích đất quy hoạch rừng ngập mặn tại 3 xã ven biển Đông Hưng, Tiên Hưng và Vinh Quang đạt 985,91 ha, trong đó diện tích rừng phòng hộ đạt chuẩn là 809,5 ha, còn lại khoảng 100 ha là rừng mới trồng hoặc tái sinh chưa đạt chuẩn với chiều cao cây dưới 2m.

Thứ hai, không gian nuôi trồng thủy sản mở rộng nhanh chóng với tổng diện tích đầm nuôi đạt 1.094,24 ha. Hình thức nuôi bán thâm canh chiếm tỷ trọng áp đảo lên tới 734,50 ha, tương đương 67,1% tổng diện tích nuôi; hình thức quảng canh chiếm 330 ha, tương đương 30,2%; trong khi nuôi thâm canh công nghiệp chiếm 29,74 ha. Các đầm tôm chia cắt trực tiếp các dải rừng bần chua và trang tự nhiên ngoài đê.

Thứ ba, các chỉ số cảnh quan FRAGSTATS chỉ ra xu hướng phân mảnh rõ rệt. Số lượng mảng rừng gia tăng mạnh đi kèm với sự suy giảm diện tích trung bình của từng mảng. Chỉ số khoảng cách lân cận gần nhất Euclid tăng lên, đồng thời chỉ số mảng lớn nhất sụt giảm, chứng minh các khối rừng ngập mặn rộng lớn trước đây đã bị chia cắt thành các khoanh vi biệt lập bao quanh các đầm tôm.

Thứ tư, tính phân mảnh làm suy giảm nghiêm trọng năng lực thích ứng của rừng ngập mặn trước tác động của biến đổi khí hậu. Rừng bị chia cắt khiến khả năng cản sóng giảm sút, gia tăng nguy cơ xói lở bờ bãi khi bão đổ bộ. Đồng thời, nguồn nước thải từ các đầm nuôi công nghiệp chứa trên 45% hàm lượng Nitơ và 22% hợp chất hữu cơ dư thừa cùng lượng bùn phù sa lắng đọng từ 200 đến 888 mg/L đã gây ô nhiễm cục bộ, làm suy thoái chất lượng nền đất của các mảng rừng lân cận.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản dẫn đến sự biến đổi lớp phủ xuất phát từ áp lực phát triển kinh tế ven biển. Mặc dù các chương trình phục hồi rừng như dự án của tổ chức Actmang Nhật Bản đã tài trợ trồng 1.309,5 ha cây bần chua giai đoạn 1996 - 2009, nhưng việc quy hoạch thiếu đồng bộ và tình trạng quai đê nuôi tôm tự phát đã làm triệt tiêu tính kết nối sinh thái. Các dữ liệu nghiên cứu này được trình bày trực quan và khoa học qua ma trận chuyển dịch lớp phủ đất giai đoạn 2010 - 2018, hệ thống bản đồ phân bố không gian đa thời gian và biểu đồ biến thiên các chỉ số cảnh quan FRAGSTATS.

So sánh với các nghiên cứu tương đồng tại khu dự trữ sinh quyển Cà Mau hay khu Ramsar Xuân Thủy, mức độ tổn thương của rừng ngập mặn tại Tiên Lãng có tính chất đặc thù do địa hình bãi bồi tiến nhanh ra biển từ 60 đến 80 mét mỗi năm nhưng biên độ triều cao và sóng mạnh. Việc mất tính liên tục sinh thái làm giảm khả năng bẫy trầm tích tự nhiên, khiến đường bờ biển suy yếu trước các hiện tượng nước dâng và xâm nhập mặn.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, Ủy ban nhân dân huyện Tiên Lãng phối hợp với Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Hải Phòng tiến hành rà soát, tái cơ cấu quy hoạch không gian nuôi trồng thủy sản ven biển. Thiết lập ranh giới bảo vệ nghiêm ngặt cho 809,5 ha rừng phòng hộ hiện hữu, áp dụng quy chuẩn bắt buộc duy trì tỷ lệ tối thiểu 70% diện tích che phủ rừng và tối đa 30% mặt nước nuôi trong các mô hình kinh tế đầm phá, hoàn thành trong giai đoạn 2024 - 2025.

Thứ hai, triển khai chuyển đổi công nghệ nuôi trồng thủy sản sinh thái bền vững. Khuyến khích các hộ nuôi tại xã Đông Hưng và Tiên Hưng áp dụng mô hình tôm - rừng kết hợp hệ thống ao lắng lọc sinh học khép kín. Mục tiêu đến năm 2026 giảm 40% lượng phát thải chất hữu cơ và hóa chất ra môi trường bãi triều, kiểm soát nồng độ phù sa và cặn lơ lửng dưới ngưỡng 150 mg/L.

Thứ ba, Ban Quản lý rừng phòng hộ huyện Tiên Lãng cùng chính quyền 4 xã ven bờ xây dựng dự án trồng rừng kết nối hành lang sinh thái. Triển khai trồng mới và làm giàu 150 đến 200 ha rừng ngập mặn với các loài cây bản địa như bần chua, trang, mắm trắng tại các vùng đất bãi bồi ngoài đê trong giai đoạn 2025 - 2028, nhằm kéo giảm chỉ số khoảng cách lân cận giữa các mảng rừng xuống dưới 50 mét.

Thứ tư, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện thiết lập hệ thống quan trắc và giám sát tài nguyên rừng tự động dựa trên nền tảng Google Earth Engine và ảnh viễn thám Sentinel-2. Định kỳ cập nhật bản đồ biến động rừng và cảnh báo sớm nguy cơ suy thoái sinh thái 6 tháng một lần, hướng tới mục tiêu duy trì và phát triển diện tích rừng ngập mặn toàn huyện đạt trên 1.100 ha vào năm 2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Các cán bộ thuộc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Kiểm lâm, Sở Tài nguyên và Môi trường thành phố Hải Phòng cùng Ủy ban nhân dân huyện Tiên Lãng có thể khai thác trực tiếp cơ sở dữ liệu bản đồ và các chỉ số không gian để xây dựng quy hoạch đới bờ, phân vùng sử dụng đất và tích hợp các phương án phòng chống thiên tai vào kế hoạch phát triển kinh tế địa phương.

Nhóm các nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học: Những người nghiên cứu trong các lĩnh vực Biến đổi khí hậu, Địa lý tài nguyên, Sinh thái học, Hệ thống thông tin địa lý và Viễn thám sẽ tìm thấy trong luận văn quy trình phương pháp luận mẫu mực về việc kết hợp dữ liệu vệ tinh đa thời gian, nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine và thuật toán học máy Random Forest để giải quyết bài toán sinh thái thực tiễn.

Nhóm các tổ chức phi chính phủ và cơ quan phát triển quốc tế: Các tổ chức như Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc, Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế hay các quỹ hỗ trợ biến đổi khí hậu có thể sử dụng các số liệu thực chứng của đề tài để thiết kế, tài trợ và triển khai các dự án thích ứng dựa vào hệ sinh thái và phục hồi rừng ngập mặn ven biển.

Nhóm các hợp tác xã và hộ nuôi trồng thủy sản ven biển: Các chủ đầm nuôi tại địa phương có thể nắm bắt được bức tranh tổng thể về rủi ro môi trường, từ đó chủ động chuyển đổi sang phương thức nuôi tôm - rừng sinh thái, vừa đảm bảo sinh kế lâu dài vừa bảo vệ lớp lá chắn chắn sóng cho chính cơ sở hạ tầng nuôi trồng của mình.

Câu hỏi thường gặp

Nền tảng Google Earth Engine mang lại ưu thế gì so với các phần mềm xử lý ảnh truyền thống trong nghiên cứu rừng ngập mặn? Nền tảng này cung cấp năng lực tính toán đám mây song song cực lớn, tích hợp sẵn kho ảnh viễn thám đa thời gian từ Landsat đến Sentinel-2 hoàn toàn miễn phí. Người nghiên cứu có thể lọc mây tự động, tính toán hàng loạt chỉ số thực vật trên phạm vi diện rộng trong thời gian ngắn mà không đòi hỏi hạ tầng máy trạm cấu hình cao.

Tại sao sự phát triển của đầm nuôi thủy sản lại làm tăng tính phân mảnh cảnh quan rừng ngập mặn? Hoạt động đắp bờ bao, đào kênh dẫn nước và chuyển đổi sinh cảnh để phục vụ hơn 1.094 ha đầm nuôi đã cắt ngang các vạt rừng tự nhiên liên tục. Sự ngăn cách nhân tạo này cản trở trao đổi trầm tích, lưu thông thủy triều và phát tán trụ mầm thực vật, biến một dải rừng đồng nhất thành nhiều mảnh nhỏ rời rạc.

Các chỉ số cảnh quan FRAGSTATS phản ánh nguy cơ sinh thái như thế nào trong bối cảnh biến đổi khí hậu? Các chỉ số như mật độ mảng, mật độ cạnh và khoảng cách lân cận phản ánh mức độ cắt xẻ của sinh cảnh. Khi số lượng mảng tăng và diện tích trung bình giảm, hiệu ứng biên tăng cao khiến cây rừng dễ bị gãy đổ trước gió bão, đồng thời làm suy giảm nơi trú ẩn của ấu trùng thủy sản và hạ thấp năng lực bẫy carbon.

Khái niệm thích ứng dựa trên hệ sinh thái được cụ thể hóa như thế nào tại khu vực Tiên Lãng? Thích ứng dựa trên hệ sinh thái tại Tiên Lãng thể hiện qua việc sử dụng chính dải rừng ngập mặn dày đặc làm đê mềm tự nhiên cản sóng biển giảm từ 13% đến 66% chiều cao sóng, bảo vệ hơn 17 km đê biển và các đầm nuôi thay vì chỉ phụ thuộc vào các công trình đê kè bê tông cứng kém bền vững và tốn kém chi phí.

Quy trình nghiên cứu của luận văn có thể chuyển giao và áp dụng cho các địa phương ven biển khác không? Quy trình tích hợp giữa ảnh Sentinel-2, nền tảng Google Earth Engine, thuật toán Random Forest và bộ chỉ số FRAGSTATS có tính chuẩn hóa rất cao. Khung phương pháp này hoàn toàn có thể nhân rộng để đánh giá biến động và phân mảnh rừng ngập mặn tại các tỉnh ven biển khác như Quảng Ninh, Thái Bình, Nam Định hoặc Cà Mau.

Kết luận

• Luận văn đã chứng minh tính ưu việt và độ tin cậy vượt trội của việc ứng dụng công nghệ viễn thám trên nền tảng Google Earth Engine kết hợp thuật toán Random Forest trong phân loại và giám sát rừng ngập mặn đa thời gian.
• Nghiên cứu đã định lượng hóa bức tranh hiện trạng với 1.094,24 ha đầm thủy sản, chỉ rõ hoạt động nuôi bán thâm canh và quảng canh là tác nhân chủ đạo gây phân mảnh 809,5 ha rừng phòng hộ tại dải ven biển Tiên Lãng.
• Đề tài làm sáng tỏ mối quan hệ biện chứng giữa tính phân mảnh cấu trúc cảnh quan và sự suy giảm năng lực tự thích ứng của hệ sinh thái ven bờ trước các hiểm họa bão lũ, triều cường và mực nước biển dâng.
• Hệ thống 4 nhóm giải pháp chiến lược được đề xuất đồng bộ từ quy hoạch không gian, chuyển đổi mô hình kinh tế tôm - rừng sinh thái đến thiết lập hành lang kết nối sinh học và giám sát số giai đoạn 2024 - 2030.
• Các cấp chính quyền địa phương và cộng đồng ven bờ cần nhanh chóng hành động, xem việc bảo vệ và khôi phục tính liên tục của rừng ngập mặn là giải pháp cốt lõi để phát triển kinh tế biển bền vững và chủ động thích ứng với biến đổi khí hậu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần Mở đầu, Kết luận, Kiến nghị, Tài 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] liệu tham khảo. Dƣới đây là tiêu đề các chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và phƣơng pháp nghiên cứu tác động của nuôi trồng thủy sản đến rừng ngập mặn trong bối cảnh BĐKH. Chƣơng 2: Ứng dụng nền tảng Google Earth Engine xác định rừng ngập mặn tại các xã ven biển huyện Tiên Lãng. Chƣơng 3: Tác động của nuôi trồng thuỷ sản đến hệ sinh thái rừng ngập mặn.

4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA NUÔI TRỒNG THỦY SẢN ĐẾN RỪNG NGẬP MẶN TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1. Khái niệm chung về Biến đổi khí hậu BĐKH: Biến đổi khí hậu là sự biến đổi về trạng thái của hệ thống khí hậu, có thể đƣợc nhận biết qua sự biến đổi về trung bình và biến động của các thuộc tính của nó, đƣợc duy trì trong một thời gian dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn. BĐKH có thể do các quá trình tự nhiên bên trong hệ thống khí hậu hoặc do tác động thƣờng xuyên của con ngƣời, đặc biệt tăng hiệu ứng nhà kính làm thay đổi thành phần cấu tạo của khí quyển [25]. Ứng phó với BĐKH: là các hoạt động của con ngƣời nhằm thích ứng và giảm nhẹ BĐKH.

Nhƣ vậy, ứng phó với BĐKH gồm hai hợp phần chính là thích ứng với BĐKH và giảm nhẹ BĐKH [11]. Giảm nhẹ BĐKH: là các hoạt động nhằm giảm mức độ hoặc cƣờng độ phát thải khí nhà kính [11]. Thích ứng với BĐKH: là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc con ngƣời đối với hoàn cảnh hoặc môi trƣờng thay đổi, nhằm mục đích giảm khả năng bị tổn thƣơng do dao động và biến đối khí hậu hiện hữu hoặc tiềm tàng và tận dụng các cơ hội do nó mang lại [11]. Thích ứng dựa trên hệ sinh thái (Ecosystem-based approaches for adaptation - EbA): là giải pháp hiệu quả để thích ứng với BĐKH, trong đó sử dụng tích hợp ĐDSH và các dịch vụ HST nhƣ một phần của chiến lƣợc thích ứng tổng thể nhằm giúp con ngƣời thích ứng với tác động tiêu cực của BĐKH.

Là một trong những yếu tố có thể có của một chiến lƣợc thích ứng tổng thể, EbA sử dụng việc quản lý, bảo tồn và khôi phục bền vững các HST để cung cấp dịch vụ sinh thái giúp con ngƣời thích ứng với các tác động của BĐKH [34]. EbA nhấn mạnh vai trò của các hệ sinh thái tự nhiên - vốn tự nhiên, một trong năm nguồn lực cơ bản của hệ sinh thái - xã hội (tự nhiên, vật chất/ cơ sở hạ tầng, kinh tế, xã hội và chính sách). Vì thế, thích ứng với BĐKH dựa trên HST còn đƣợc coi là thích ứng tự nhiên [21]. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Tổng quan về hệ sinh thái RNM Thuật ngữ “rừng ngập mặn”, tiếng Anh là “mangrove”, rất khó định nghĩa một cách chính xác. Tác giả Saeger đã đƣa ra định nghĩa cây rừng ngập mặn (RNM) là loại cây cao (thân gỗ, bụi, cọ dừa, thảo mộc hoặc dƣơng xỉ) vốn mọc chiếm ƣu thế ở các vùng bán nhật triều ven biển nhiệt đới, cận nhiệt đới, thể hiện một cấp độ rõ rệt về sức chịu đựng trƣớc điều kiện đất yếm khí và nồng độ muối cao, có trụ mầm có thể sống đƣợc trong điều kiện phát tán nhờ nƣớc biển [40]. Bên cạnh đó còn có một thuật ngữ khác nữa là “cây rừng ngập mặn thực thụ” và “cây tham gia rừng ngập mặn”. Điển hình là quyển “Sổ tay rừng ngập mặn Đông Nam Á” có liệt kê 268 loài cây sống ở vùng RNM bán nhật triều, nhƣng trong đó chỉ có 52 loài đƣợc coi là cây RNM thực thụ.

Các loại cây còn lại chỉ đƣợc xem là các loài cây tham gia RNM. Chúng thƣờng sống ở những vùng đất phía sau RNM, gần giới hạn triều cao và phần thƣợng lƣu của sông ngòi ngập triều. Mặc dù chúng góp phần vào tính đa dạng thực vật của môi trƣờng RNM nhƣng hiếm khi hình thành các quần xã thực vật ƣu thế [47]. Theo tác giả Vũ Đoàn Thái, RNM là thảm thực vật đặc biệt, bao gồm những loài cây gỗ hoặc cây bụi, cùng sinh trƣởng tạo ra cộng đồng cây sống ƣu thế trong vùng ngập mặn.

Tuy các loài cây ngập mặn sống trong cùng môi trƣờng nhƣng mỗi loài lại có đặc điểm chịu mặn khác nhau. Nhìn chung, cây ngập mặn phân bố có giới hạn, phụ thuộc vào độ mặn, nhiệt độ và không có khả năng chịu đƣợc lạnh cao [9]. Tác giả Phan Nguyên Hồng đã chia hệ thực vật ngập mặn thành hai nhóm đó là: nhóm cây ngập mặn thực thụ, phân bố ở các bãi lầy ngập triều định kỳ và nhóm cây tham gia RNM sống trên đất chỉ ngập triều cao, hoặc một số loài gặp cả ở vùng đất nƣớc ngọt [7]. Có thể nói, RNM là một tổ hợp đa dạng của các loài cây gỗ, cây bụi và địa dƣơng xỉ sinh trƣởng trong môi trƣờng sống đặc thù – vùng ven biển hay vùng bán nhật triều là nơi giao thoa giữa đất liền và biển.

Thuật ngữ “rừng ngập mặn” cũng thƣờng đƣợc dùng để diễn đạt cả quần xã thực vật cấu thành lẫn môi trƣờng sống của chúng. Cùng với hệ động vật và các sinh vật khác trong cùng một môi trƣờng sống, chúng hình thành nên một kiểu hệ sinh thái tiêu biểu, đó là hệ sinh thái RNM. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hệ sinh thái rừng ngập mặn trong bối cảnh BĐKH Rừng ngập mặn là một trong những hệ sinh thái có năng suất và sinh học quan trọng nhất vì chúng cung cấp nhiều hàng hoá và dịch vụ khác nhau cho xã hội cũng nhƣ lợi ích cho các hệ thống ven biển và biển; trên thực tế, chúng là một trong những hệ sinh thái có giá trị nhất trên thế giới [43].

Rừng ngập mặn chiếm dƣới 0,4% diện tích rừng của thế giới; chúng cung cấp môi trƣờng sống cho hàng ngàn sinh vật biển, và phục vụ cộng đồng địa phƣơng với thực phẩm, y học, nhiên liệu và vật liệu xây dựng. Chúng là một trong những khu rừng giàu carbon nhất ở vùng nhiệt đới và các yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu bằng cách cô lập carbon dioxide (CO2) (khí nhà kính chính, ngoài hơi nƣớc) từ khí quyển [17]. Chúng cũng hoạt động nhƣ một bức tƣờng xanh vững chắc bảo vệ các khu vực ven biển khỏi sóng thủy triều, sóng thần và lốc xoáy [43]. Mặc dù chúng là những nguồn hàng hóa và dịch vụ quan trọng, FAO (2007) đã báo cáo rằng tổng diện tích rừng ngập mặn toàn cầu giảm khoảng 1% mỗi năm.

Rừng ngập mặn bị thiệt hại đáng kể trên toàn thế giới ƣớc tính khoảng 35% đến 36% trong giai đoạn 1980-2005; tỷ lệ suy giảm này nhanh hơn so với rừng mƣa nhiệt đới và rặng san hô [43]. Các thảm họa thiên nhiên nhƣ mực nƣớc biển dâng, lốc xoáy, bão, sét đánh, sóng thần và lũ lụt gây ra những tác động tiêu cực đến sự tăng trƣởng của rừng ngập mặn; mặt khác, sự can thiệp của con ngƣời nhƣ khai thác quá mức, chuyển đổi sang nuôi trồng thuỷ sản, đô thị hóa, phát triển liên quan đến nông nghiệp, cơ sở hạ tầng và du lịch mang lại diện tích thu hẹp của rừng ngập mặn [43]. Các tác giả cũng dự đoán rằng rừng ngập mặn có thể bị biến mất 100% nếu tỷ lệ tổn thất hiện tại tiếp tục tăng. Kết quả là, các hàng hóa và dịch vụ quan trọng đƣợc cung cấp bởi hệ sinh thái rừng ngập mặn sẽ giảm bớt.

Năm 2006, công trình "Đánh giá phản ứng của RNM với mực nƣớc biển dâng và xây dựng lại lịch sử vị trí đƣờng bờ biển" của Eric Gilman, Joanna Ellison, Richard Coleman đã phân tích các hình ảnh viễn thám, hệ thống thông tin địa lý, đo dữ liệu thuỷ triều và dự đoán sự thay đổi của mực nƣớc biển đối với bề mặt RNM. Từ đó dự đoán chính xác sự thay đổi ranh giới HST ven biển, bao gồm cả phản ứng của RNM với mực NBD với các mô hình khác nhau, cho phép nâng cao quy hoạch 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] để giảm thiểu và bù đắp những tổn thất và thiệt hại theo dự đoán. Vai trò của rừng ngập mặn trong giảm nhẹ tác động của BĐKH Rừng ngập mặn góp phần bảo vệ bờ biển bằng cách giảm năng lƣợng sóng, tăng trầm tích, giảm xói mòn và di chuyển trầm tích. Thảm thực vật dày đặc làm giảm vận tốc dòng nƣớc, dòng chảy hỗn loạn và áp lực cắt trên đáy biển, thúc đẩy sự lắng đọng trầm tích, có thể tạo ra sự bồi tụ.

Trong một số trƣờng hợp, sự lắng đọng kích thích sản xuất dƣới mặt đất và những rễ này cải thiện hơn nữa sự gắn kết của đất và độ bền kéo, làm chậm tốc độ xói mòn. Rễ cũng có thể tạo ra một rào cản vật lý giữa nƣớc và đất, đặc biệt là ở những nơi có hệ thống rễ mở rộng dƣới mức thủy triều thấp. Sóng có thể là suy giảm đáng kể khi đi qua thảm thực vật ven biển. Độ cao của sóng có thể giảm từ 13% đến 66% trên 100 m rừng ngập mặn.

Vai trò bảo vệ rừng ngập mặn trong các hiện tƣợng khí hậu cực đoan cũng có đã đƣợc ghi nhận. Nƣớc dâng do bão có thể bị chậm lại bởi vùng rừng ngập mặn: chiều cao nƣớc dâng giảm 4-48cm khi đi qua mỗi km rừng ngập mặn [26]. Các sản phẩm và dịch vụ hệ sinh thái rừng ngập mặn bao gồm việc bảo vệ bờ biển khỏi sóng thủy triều và nƣớc dâng do bão; hoạt động với vai trò bộ lọc sinh học ở vùng ven biển bị ô nhiễm; hỗ trợ thực phẩm thủy sản và cô lập khí nhà kính [29]. Hiện trạng rừng ngập mặn tại Việt Nam Kết quả kiểm kê rừng toàn quốc (theo Quyết định số 3322/QĐ- BNN-TCLN ngày 28/7/2014 của Bộ trƣởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) công bố hiện trạng rừng toàn quốc thì diện tích rừng ngập mặn (RNM) Việt Nam tính đến ngày 31/12/2013 còn lại 119.

Trong đó diện tích RNM tự nhiên là 57.716ha và diện tích RNM trồng mới là 61. Tuy nhiên, diện tích rừng ngập mặn đã và đang bị suy giảm nghiêm trọng do các hoạt động chuyển đổi diện tích rừng sang sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, quai đê lấn biển, do xói lở bờ biển. Trong hai thập kỷ qua, có hơn 200.000 ha rừng ngập mặn bị phá để nuôi tôm. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.